Силовой расчёт группы из звеньев 2 и 3

Группу из звеньев 2 и 3 вычерчиваем отдельно в масштабе длин =0,001м/мм и в соответствующих точках прикладываем силы веса и силы инерции звеньев, а к звену 2 и момент сил инерции в направлении, противоположном направлению углового ускорения .

Условие равновесия группы выразится следующим векторным уравнением:

.

В данном уравнении неизвестны две реакции и . Направление реакции известно: она перпендикулярна к направляющей поршня 3.

Величину реакции определим из уравнения моментов всех сил, приложенных к звеньям 2 и 3, относительно точки А:

Знак “минус” указывает на то, что направление выбрано неверно.

Для определения реакции строим план сил в масштабе . Соединив точку е с точкой а на плане сил, получим вектор , изображающий собой искомую реакцию , величина которой

Реакция в шарнире B определяется вектором плана сил. Величина реакции

Силовой расчёт начального звена

Вычерчиваем отдельно начальное звено в масштабе и в соответствующих точках прикладываем действующие силы: в точке А реакцию , уравновешивающую cилу перпендикулярно к звену ОA и реакцию в точке С.

Векторное уравнение равновесия начального звена имеет вид: .

Величину уравновешивающей силы определяем из уравнения моментов всех сил относительно точки О.

В масштабе строим план сил начального звена, из которого определяем реакцию в шарнире О. Величина реакции:

.

Определение уравновешивающей силы по методу н.Е. Жуковского

Более простым методом определения уравновешивающей силы является метод Н.Е. Жуковского.

В произвольном масштабе строим план скоростей, повернутый на 90 (в нашем случае по часовой стрелке), и в соответствующих точках его прикладываем силы давления газа на поршни, силы тяжести звеньев, силы инерции звеньев и моменты сил инерции, уравновешивающую силу.

Момент сил инерции представляем в виде пары сил и , приложенных в точках А и B, с плечом пары . Величина этих сил:

Момент сил инерции представляем в виде пары сил и , приложенных в точках B и C, с плечом пары . Величина этих сил:

Повернутый план скоростей с приложенными силами, рассматриваемый как жесткий рычаг с опорой в полюсе, будет находиться в равновесии.

Составляем уравнение моментов всех сил относительно полюса плана скоростей, взяв плечи сил по чертежу в мм:

Величина уравновешивающей силы, полученной при кинетостатическом расчете

Расхождение результатов определения уравновешивающей силы методом планов сил и методом Жуковского

Расхождение в пределах допустимого (  8).

Определение мгновенного механического коэффициента полезного действия механизма.

Мгновенный механический коэффициент полезного действия механизма определим для расчетного положения 7.

Считаем, что радиусы цапф шарниров заданы r=20мм, коэффициенты трения в шарнирах и направляющих ползунов также заданы и равны соответственно .

Предположим, что все производственные сопротивления в механизме сводятся к сопротивлению трения. Реакции в кинематических парах для данного положения механизма определены силовым расчетом и равны

Для определения мощностей, расходуемых на трение в различных кинематических парах, необходимо найти относительные угловые скорости в шарнирах и относительные скорости в поступательных парах.

Мощности, затрачиваемые на трение в кинематических парах в данный момент времени, равны:

Общая мощность сил трения:

Мощность сил сопротивления в данный момент времени

Мгновенный коэффициент полезного действия механизма